McCartney nació en Londres. Fue bautizado como su abuelo paterno, Jim McCartney y su padre (cuyo nombre completo es James Paul McCartney), y Louise por la madre difunta de su madre, Linda, heredera de Louis Eastman Linder. Pasó los primeros dos años y medio de su vida viajando junto con sus hermanas mayores (su media hermana Heather que fue legalmente adoptada por Paul McCartney, y sus hermanas Mary y Stella McCartney) y sus padres, que estaban en la exitosa banda de rock, Wings. Después que la banda se separó en 1980, el matrimonio McCartney se estableció con sus hijos, que asistieron a la secundaria pública del estado, el Thomas Peacocke Community College en Rye, East Sussex. En 1989, McCartney, junto con sus hermanas mayores Mary y Stella, de nuevo se unió a sus padres en su gira mundial. Continuó su educación con un tutor en el camino.

En 1993, celebrando su cumpleaños número dieciséis, McCartney y sus amigos salieron a nadar en el mar. Cuando el tiempo comenzó a empeorar, las corrientes de agua se lo llevaron. Paul, Linda, y Stella acudieron al lugar, angustiados e impotentes. Por suerte, James llegó hasta la orilla sin peligro.

El 17 de abril de 1998, en Tucson, Arizona, James McCartney, junto con su padre y sus hermanas, estaba al lado de su madre cuando ella murió de cáncer de mama, que se le había diagnosticado en 1995. Ese mismo año, McCartney se graduó de Bexhill College, cerca de su casa de East Sussex, donde prosiguió sus estudios de arte.

James se dedica a su familia y se volvió conocido cuando apareció con su hermana Stella en un desfile de moda en 1999 organizado por ella misma, el mismo fue el primer evento después de la muerte de su madre.

Al igual que su media hermana mayor, Heather McCartney, James se esfuerza por mantener su vida privada, a diferencia de Stella que es una afamada diseñadora de modas, y su hermana Mary, que ha destacado como fotógrafa. McCartney también tiene una media hermana mucho más joven, Beatrice McCartney, nacida en 2003, producto del matrimonio su padre y Heather Mills.